化學反應原理沉淀溶解平衡

教學目標分析教學方案設計當堂雙基達標課堂互動探究課后知能檢測第3節(jié)沉淀溶解平衡課前自主導學●課標要求能描述沉淀溶解平衡，知道沉淀轉化的本質。●課標解讀

1.知道難溶電解質在水中存在沉淀溶解平衡，并能結合實例進行描述。2．理解溶度積的概念，能用溶度積規(guī)則判斷沉淀的產(chǎn)生和溶解。3．知道沉淀轉化的本質并能夠對相關實驗的現(xiàn)象以及生活中的一些相關問題進行解釋。●教學地位本節(jié)是在學生已經(jīng)能夠從化學平衡的視角對水自身的電離、弱電解質的電離、鹽類的水解等化學平衡問題進行分析，并初步形成了從平衡的角度看問題、分析問題的能力的基礎上繼續(xù)用化學平衡的觀點來研究的另一類平衡——沉淀溶解平衡。而且沉淀溶解平衡在實際生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學研究中應用十分廣泛，因此學好本節(jié)知識，具有比較重要的理論意義和現(xiàn)實意義?！裥抡n導入建議已知牙齒表面有一層堅硬的牙釉質羥基磷酸鈣[Ca5(PO4)3(OH)]，它對牙齒起到保護作用。使用含氟牙膏能生成更難溶且耐酸的氟磷酸鈣[Ca5(PO4)3F]覆蓋在牙齒表面，抵抗H＋的侵襲。另外溶洞的形成是石灰石巖層在經(jīng)歷了數(shù)萬年的歲月侵蝕之后形成的。它是難溶性的CaCO3與溶洞中的CO2以及地下水作用生成了可溶性的Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2在受壓或地殼運動產(chǎn)生的熱量的作用下又分解成CaCO3、CO2和H2O，這些變化都與難溶電解質的在水溶液中的行為有關，下面我們來看看難溶電解質的溶解沉淀的相關知識?！窠虒W流程設計課標解讀重點難點1.了解沉淀溶解平衡的建立過程及特點。2.理解溶度積的概念，能用溶度積規(guī)則判斷沉淀的產(chǎn)生和溶解。3.能夠運用平衡移動的觀點對沉淀的溶解、生成和轉化進行分析，并能解釋一些生活問題。1.難溶電解質的溶解平衡、沉淀的轉化。(重點)2.沉淀的轉化和溶解，能初步從Q與Ksp大小關系上給予判定。(難點)3.用平衡移動原理認識沉淀溶解平衡的主要特征，理解Ksp的含義及其初步應用。(重難點)1.沉淀溶解平衡(1)概念在一定條件下，當難溶_______________的速率與_____________________的速率相等時，溶液中離子濃度、固體的量保持不變的狀態(tài)。(2)特點①動：沉淀溶解平衡是一種_____平衡。②等：v(沉淀)____v(溶解)____0。沉淀溶解平衡與溶度積固體溶解離子結合成難溶固體動態(tài)＝≠離子濃度固體的量溶解生成轉化難溶沉淀溶解Ksp

難溶電解質的性質溫度[Pb2＋][I－]2

難溶電解質在水中的溶解能力大強1．沉淀溶解平衡式與該物質的電離方程式相同嗎？【提示】

難溶電解質可以是強電解質(如BaSO4)，也可以是弱電解質[如Al(OH)3]，其沉淀溶解平衡是一個可逆過程；而屬于強電解質的難溶物的電離方程式不是可逆的。1.沉淀的溶解和生成通過比較溶度積與溶液中有關離子濃度冪的乘積——____________的相對大小，可以判斷難溶電解質在給定條件下沉淀能否生成或溶解。(1)當Q>Ksp時，溶液中_______析出，直至沉淀溶解與離子生成沉淀達到_______________。(2)當Q＝Ksp時，溶液中沉淀溶解與離子生成沉淀處于___________，_____沉淀生成和溶解。沉淀溶解平衡的應用濃度商Q有沉淀平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)無(3)當Q<Ksp時，溶液中_____________析出，若加入過量難溶電解質，則固體________，直至沉淀溶解與離子生成沉淀達到____________。2．沉淀的轉化(1)沉淀轉化的實質是_____________________。通常，一種沉淀可以轉化為___________的沉淀，兩種難溶物的溶解能力_______________，這種轉化的趨勢就越大。無沉淀溶解平衡狀態(tài)沉淀溶解平衡的移動更難溶差別越大FeSMnS5.0%Na2SO4

2．水垢的主要成分為什么是CaCO3和Mg(OH)2，而不是CaCO3和MgCO3?【問題導思】

①存在沉淀溶解平衡的難溶物都屬于弱電解質嗎？②升高溫度、沉淀溶解平衡常數(shù)K值都增大嗎？【提示】

①可以是強電解質(如BaSO4、AgCl等)也可以是弱電解質[如Al(OH)3等]。②化學平衡與沉淀溶解平衡既有吸熱反應，也有放熱反應，因此升高溫度K值可能變大，也可能變??；而電離平衡、水解平衡均為吸熱過程，因此升高溫度K值均變大。沉淀溶解平衡的理解及影響因素1．沉淀溶解平衡與難溶電解質的電離2．化學平衡常數(shù)K、溶度積Ksp與電離平衡常數(shù)Ka(Kb)的對比KKa或KbKsp相關因素反應物和生成物的性質及溫度弱電解質的性質及溫度難溶電解質的性質及溫度無關因素反應物的濃度和其相互比例，以及是否有外加入的成分溶液的濃度以及是否有外加入的成分難溶物質的量、溶液中離子濃度以及是否有外加入的成分表示意義可逆反應進行的程度弱電解質電離的能力難溶電解質在水中的溶解能力對比前提各反應物與生成物系數(shù)相同的反應陰、陽離子個數(shù)比相同的弱電解質陰、陽離子個數(shù)比相同的電解質平衡移動只要溫度不變，無論平衡是否移動，各K值均不變。但只要K值改變，平衡一定移動3.影響沉淀溶解平衡的因素影響因素沉淀溶解平衡內(nèi)因難溶物質本身的性質外因溫度溫度升高，多數(shù)溶解平衡向溶解的方向移動稀釋向溶解方向移動同離子效應加入相同離子，向生成沉淀的方向移動

下列關于沉淀溶解平衡的說法中不正確的是(

)A．難溶電解質在水中存在沉淀溶解平衡，且是一種動態(tài)平衡B．Ksp只與難溶電解質的性質和溫度有關，而與沉淀的量和溶液中離子的濃度無關C．在一定溫度下，在BaSO4飽和溶液中再加入BaCl2固體，BaSO4的Ksp減小D．對于陰、陽離子個數(shù)比相同的電解質，Ksp的大小能反應電解質在水中溶解能力的強弱【解析】

本題考查了沉淀溶解平衡特點以及Ksp的含義、應用。沉淀溶解平衡是平衡的一種，也是一種動態(tài)平衡。B、C、D三項考查的是Ksp的含義。難溶電解質Ksp的大小反映了難溶電解質在水中的溶解能力。它只與難溶電解質的性質和溫度有關，與沉淀的量無關。溶液中離子濃度改變只能使平衡移動，并不改變?nèi)芏确e。在一定溫度下，Ksp為一常數(shù)。所以C項是錯誤的?！敬鸢浮?/p>

C1．Ksp只與難溶電解質的性質和溫度有關。溶液中離子濃度的變化只能使平衡移動，并不改變?nèi)芏确e。2．對于陰、陽離子個數(shù)比相同的電解質，Ksp的數(shù)值越大，電解質在水中的溶解能力越強。1．對于難溶鹽MX，其飽和溶液中M＋和X－的物質的量濃度之間的關系類似于[H＋][OH－]＝KW，存在等式[M＋]·[X－]＝Ksp?，F(xiàn)將足量的AgCl分別放入下列物質中，AgCl的溶解度由大到小的排列順序是(

)①20mL0.01mol·L－1KCl溶液②30mL0.02mol·L－1CaCl2溶液③40mL0.03mol·L－1HCl溶液④10mL蒸餾水⑤50mL0.05mol·L－1AgNO3溶液A．①>②>③>④>⑤ B．④>①>③>②>⑤C．⑤>④>②>①>③ D．④>③>⑤>②>①【問題導思】

①沉淀溶解平衡在科學研究與生產(chǎn)生活實踐中有哪些廣泛的應用？②沉淀轉化的實質是什么？【提示】

①能夠運用平衡移動的觀點對沉淀的溶解、生成和轉化進行分析，并能解釋一些生活問題。②沉淀轉化的實質是沉淀溶解平衡的移動。由于難溶電解質的溶解平衡也是動態(tài)平衡，因此可以通過改變條件使平衡移動，最終使溶液中的離子轉化為沉淀或沉淀轉化為溶液中的離子。沉淀溶解平衡的應用1．沉淀的生成(1)沉淀生成的應用在涉及無機物的制備、提純工藝的生產(chǎn)、科研、廢水處理等領域中，常利用生成沉淀來達到分離或除去某些離子的目的。(3)不同沉淀方法的應用①直接沉淀法：除去指定的溶液中某種離子或獲取該難溶電解質。②分步沉淀法：鑒別溶液中含有哪些離子或分別獲得不同難溶電解質。③共沉淀法：除去一組某種性質相似的離子，加入合適的沉淀劑。④氧化還原法：改變某離子的存在形式，促使其轉變?yōu)槿芙舛雀〉碾y溶電解質便于分離除去。 某溫度時，Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示：(1)a點表示Ag2SO4________(填“飽和”或“不飽和”)溶液。2．已知298K時，Mg(OH)2的溶度積常數(shù)Ksp＝5.6×10－12mol3·L－3，取適量的MgCl2溶液，加入一定量的燒堿溶液達到沉淀溶解平衡，測得pH＝13.0，則下列說法不正確的是(

)A．所得溶液中的[H＋]＝1.0×10－13mol·L－1B．所得溶液中由水電離產(chǎn)生的[OH－]＝1.0×10－13mol·L－1C．所加燒堿溶液的pH＝13.0D．所得溶液中的[Mg2＋]＝5.6×10－10mol·L－1【教師備課資源】分步沉淀實驗探究實驗步驟：①分別配制濃度均為0.03mol·L－1的KBr、KCl、KI溶液；②分別取上述三種溶液各1mL，并將其混合在一起；③向混合液中慢慢滴加0.01mol·L－1AgNO3溶液。實驗現(xiàn)象：先觀察到有黃色沉淀生成，后有淺黃色沉淀生成，最后有白色沉淀生成。原理分析：由于難溶電解質的溶度積不同，加入同一種沉淀劑后，誰的濃度商Q先達到Ksp，誰就先沉淀，這種現(xiàn)象稱為分步沉淀。應用：利用分步沉淀可以進行物質的分離。如工業(yè)上有時利用調(diào)整溶液pH的方法分離工業(yè)廢水中的Fe3＋和Cu2＋。 某化學實驗小組為了探究FeS、CuS、ZnS溶解度的大小，進行了一系列的實驗，并測出了三種物質在常溫下的Ksp的大小，如下表所示，請根據(jù)數(shù)據(jù)完成后面的問題。(1)向含有FeCl2、CuSO4、ZnSO4的混合溶液中滴加0.01mol·L－1的Na2S溶液時，F(xiàn)e2＋、Cu2＋、Zn2＋沉淀的先后順序為________________(用離子符號表示)。(2)這三種硫化物在室溫下的溶解度由大到小的順序為__________________(用硫化物化學式表示。)化合物FeSCuSZnSKsp/mol2·L－26.3×10－181.3×10－361.6×10－241．下列對沉淀溶解平衡的描述正確的是(

)A．反應開始時，溶液中各離子濃度相等B．沉淀溶解達到平衡時，沉淀的速率和溶解的速率相等C．沉淀溶解達到平衡時，溶液中溶質的離子濃度相等，且保持不變D．沉淀溶解達到平衡時，如果再加入難溶性的該沉淀物，將促進溶解【解析】

本題考查了沉淀溶解平衡的建立與特征。A項中反應開始時，各離子的濃度沒有必然的關系；B項正確；C項沉淀溶解達到平衡時溶液中溶質的離子濃度保持不變，但不一定相等；D項中沉淀溶解達到平衡時，如果再加入難溶性的該沉淀物，由于固體的濃度為常數(shù)，故平衡不發(fā)生移動?！敬鸢浮?/p>

B【解析】

對于陰、陽離子的個數(shù)比相同即相同類型的難溶電解質，它們的溶解能力可以直接用Ksp來比較，Ksp的數(shù)值小的難溶電解質，先析出沉淀?！敬鸢浮?/p>

B4．下列化學原理的應用，主要用沉淀溶解平衡原理來解釋的是(

)①熱純堿溶液的洗滌油污能力強②誤將鋇鹽[BaCl2、Ba(NO3)2]當作食鹽使用后，常用0.5%的Na2SO4溶液解毒③溶洞、珊瑚的形成④碳酸鋇不能作“鋇餐”而硫酸鋇則能⑤泡沫滅火器滅火的原理A．②③④

B．①②③C．③④⑤

D．①②③④⑤【解析】

熱純堿溶液的洗滌油污能力強，是由于碳酸鈉的水解程度隨溫度的升高而增強，因而溶液的堿性越強，除油污的效果自然就